METODOS DE DISEÑO EN MEZCLAS

Entre los métodos para el diseño de mezclas de concreto tenemos:

1. Métodos basados en curvas teóricas

Este método asume que la distribución granulométrica tiene un comportamiento parabólico, cuya ecuación general es:

Y=g (Dd )i

+ (100−g )( dD )h

Donde:

Y = % pasante acumulativo

d = Abertura del tamiz

D = Tamaño máximo de partículas

n = Relacion agregado/ cemento en peso

Agregado = arena y piedra

Asentamiento = 3” a 5”

Hubo varios investigadores que utilizaron este método para hallar sus parámetros, algunos de ellos son: FULLER, EMPA, POPOVICS, BOLOMEY, FAURY.

Las curvas granulométricas teóricas más usadas son:

Gráficamente estas curvas se expresan:

METODOS BASADOS EN CURVAS EMPÍRICAS

Este método asume que la distribución granulométrica de la combinación de agregados se ajusta a rangos o husos granulométricos basados en información estadística empírica.

Algunas husos granulométricos conocidos son:

-Los Husos DIN.

-Los Husos Británicos

Huso granulométrico DIN T.M. =30 mm

Huso granulométrico británico T.M. =19 mm

METODO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS

Este método considera el Módulo de Fineza de la mejor combinación. Para esto establece la ecuación

r f=mg−mmg−mf

x 100

Dónde:

m = Modulo de fineza de la combinación

mf = Modulo de fineza del agregado fino

mg = Modulo de fineza del agregado grueso

MÓDULO DE FINEZA DE LA COMBINACIÓN DE AGREGADOS

Método del agregado global

Este método considera el porcentaje incidencia de cada agregado en el diseño de mezcla, los porcentajes se controlan de tal forma que la combinación esté dentro de algunos de estos husos

Método Comité 211 ACI

Se usan distintas tablas , a continuación se muestra algunas de ellas:

VOLUMEN UNITAERIO DE AGUA (LT / M3)

Asentamiento Tamaño máximo del agregado grueso3/8 “ 1/2” 3/4” 1” 1 1/2 “ 2 “ 3” 6”

Concreto sin aire incorporado1” a 2” 207 199 190 179 166 154 130 1133” a 4” 228 216 205 193 181 169 145 1246” a 7” 243 228 216 202 190 178 160 --

Concreto con aire incorporado1” a 2” 181 175 168 160 150 142 122 1073” a 4” 202 193 184 175 164 157 133 1196” a 7” 216 205 197 184 174 166 154 --

RELACION A/C POR RESISTENCIA

F´c(Kg/cm2)

Relacion agua / cemento en pesoConcreto sin aire incorporado Concreto con aire incorporado

150 0.80 0.71200 0.70 0.61250 0.62 0.53300 0.55 0.46350 0.48 0.40400 0.43450 0.38

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO (%)

TMN agregado grueso Aire atrapado3/8 “ 3.0 %1/2” 2.5%3/4” 2.0%

1” 1.5%1 1/2 “ 1.0%

2” 0.5%3” 0.3%4” 0.2%

CONTENIDO DE AIRE INCORPORADO Y TOTAL

T.N.M.Agregado grueso

Contenido de aire total (%)Exposicion suave Exposicion moderada Esposicion severa

3/8” 4.5 6.0 7.51/2” 4.0 5.5 7.03/4” 3.5 5.0 6.5

1” 3.0 4.5 6.01 1/2” 2.5 4.5 5.5

2” 2.0 4.0 5.03” 1.5 3.5 4.56” 1.0 3.0 4.0

PESO DEL AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL CONCRETO B/BO

T.N.M.Agregado grueso

Módulo de fineza del agregado grueso2.40 2.60 2.80 3.00

3/8” 0.50 0.48 0.46 0.441/2” 0.59 0.57 0.55 0.533/4” 0.66 0.64 0.62 0.60

1” 0.71 0.69 0.67 0.651 1/2” 0.76 0.74 0.72 0.70

2” 0.78 0.76 0.74 0.723” 0.81 0.79 0.77 0.756” 0.87 0.85 0.83 0.81

CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICIÓN

Condiciones de exposición Relación a/c máxima, en concretos con agregado de peso

normal

Resistencia a la compresión mínima en

concretos con agregados livianos

Concreto de baja permeabilidada) Expuestos a agua dulce

b) Expuestos a agua de marc) Expuestos a la acción de agua cloacales

0.500.450.45

260

Concretos expuestos a procesos de congelación y deshielo en condiciones húmedas

a) Sardineles, cunetas, secciones delgadasb) Otros elementos

0.450.50

300

Protección contra la corrosión del concreto expuesto a la acción del agua de mar, aguas salubres, neblina 0.40

325

o rocíos de esta aguaSi el recubrimiento mínimo se incrementa en 15 mm 0.45 300A continuacion se detalla uno de los métodos antes expuestos y se realizara un ejemplo de disño

Metodo del modulo de fineza de la combinación de agregados

Pasos:

1) Conocer las características de los materiales

2) Cálculo del T.N.M.

3) Determinar la Resistencia promedio f’cr

4) Cálculo del Asentamiento

5) Cálculo Contenido de aire

6) Cálculo de la relación a/c

7) Factor Cemento = agua/(6)

8) Volumen absoluto: ΣVol. Abs. = Vol. Cem. + Vol. Aire + Vol. Agua

9) Volumen de agregados = 1 - (8)

10) Cálculo del Módulo de Fineza de la combinación de agregados.

11) Cálculo del porcentaje de agregado fino, mediante la fórmula: r f=mg−mmg−mf

x 100

12) Cálculo del porcentaje de agregado grueso, mediante la fórmula: r g=(1−rf ) x 100

13) Cálculo de los pesos secos de los agregados

Peso seco AF = Vol. A.F. x P.E. x 1000

Peso seco AG = Vol. A.G. x P.E. x 1000

14) Cantidad de material por m³

15) Corrección por humedad de los agregados

A.F. = Peso seco(1+%C.H.AF/100)

A.G. = Peso seco(1+%C.H.AG/100)

16) Humedad Superficial

A.F. = %C.H. - % Abs

A.G. = %C.H. - % AbsAporte de humedad= H.S AG + H.S. AF

17) Agua Efectiva = Agua Diseño – Aporte Humedad

18) Cantidad de material por m³ corregida por humedad

Ejemplo

Se requiere diseñar un concreto de resistencia 210 Kg/cm2 con un asentamiento de 3” – 4”, en un lugar de temperatura promedio 20°c

1) Conocer las características de los materiales

2) Cálculo del T.N.M.

3) Determinar la Resistencia promedio f’cr

4) Cálculo del Asentamiento

5) Cálculo Contenido de aire

6) Cálculo de la relación a/c

7) Factor Cemento = agua/(6)